Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  zarmxt1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zarmxt1 33826
Description: The Zariski topology restricted to maximal ideals is T1 . (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Jun-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
zartop.1 𝑆 = (Spec‘𝑅)
zartop.2 𝐽 = (TopOpen‘𝑆)
zarmxt1.1 𝑀 = (MaxIdeal‘𝑅)
zarmxt1.2 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
Assertion
Ref Expression
zarmxt1 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Fre)

Proof of Theorem zarmxt1
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑙 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zartop.1 . . . 4 𝑆 = (Spec‘𝑅)
2 zartop.2 . . . 4 𝐽 = (TopOpen‘𝑆)
31, 2zartop 33822 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝐽 ∈ Top)
4 zarmxt1.1 . . . 4 𝑀 = (MaxIdeal‘𝑅)
54fvexi 6934 . . 3 𝑀 ∈ V
6 zarmxt1.2 . . . 4 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
7 resttop 23189 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 ∈ V) → (𝐽t 𝑀) ∈ Top)
86, 7eqeltrid 2848 . . 3 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 ∈ V) → 𝑇 ∈ Top)
93, 5, 8sylancl 585 . 2 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Top)
10 eqid 2740 . . . . . . . . . . 11 (LSSum‘(mulGrp‘𝑅)) = (LSSum‘(mulGrp‘𝑅))
1110mxidlprm 33463 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → 𝑚 ∈ (PrmIdeal‘𝑅))
1211ex 412 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → (𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅) → 𝑚 ∈ (PrmIdeal‘𝑅)))
1312ssrdv 4014 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ CRing → (MaxIdeal‘𝑅) ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
1413adantr 480 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (MaxIdeal‘𝑅) ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
15 eqid 2740 . . . . . . 7 (PrmIdeal‘𝑅) = (PrmIdeal‘𝑅)
1614, 4, 153sstr4g 4054 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
17 sseq2 4035 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 = 𝑙 → (𝑖𝑗𝑖𝑙))
1817cbvrabv 3454 . . . . . . . . . . . 12 {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑙}
19 sseq1 4034 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑖 = 𝑘 → (𝑖𝑙𝑘𝑙))
2019rabbidv 3451 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 = 𝑘 → {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑙} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
2118, 20eqtrid 2792 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 = 𝑘 → {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
2221cbvmptv 5279 . . . . . . . . . 10 (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (𝑘 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
231, 2, 15, 22zartopn 33821 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) ∧ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽)))
2423adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) ∧ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽)))
2524simpld 494 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)))
26 toponuni 22941 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) → (PrmIdeal‘𝑅) = 𝐽)
2725, 26syl 17 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (PrmIdeal‘𝑅) = 𝐽)
2816, 27sseqtrd 4049 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 𝐽)
29 simpl 482 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑅 ∈ CRing)
3029crngringd 20273 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑅 ∈ Ring)
31 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 𝑇)
326unieqi 4943 . . . . . . . . . . . 12 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
3331, 32eleqtrdi 2854 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 (𝐽t 𝑀))
343adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝐽 ∈ Top)
35 eqid 2740 . . . . . . . . . . . . 13 𝐽 = 𝐽
3635restuni 23191 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 𝐽) → 𝑀 = (𝐽t 𝑀))
3734, 28, 36syl2anc 583 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 = (𝐽t 𝑀))
3833, 37eleqtrrd 2847 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚𝑀)
3938, 4eleqtrdi 2854 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅))
40 eqid 2740 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4140mxidlidl 33456 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅))
4230, 39, 41syl2anc 583 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅))
43 eqid 2740 . . . . . . . . . 10 (LIdeal‘𝑅) = (LIdeal‘𝑅)
4422, 43zarclssn 33819 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ({𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ↔ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)))
4544biimpar 477 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → {𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚))
4629, 42, 39, 45syl21anc 837 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚))
4722funmpt2 6617 . . . . . . . 8 Fun (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})
48 fvex 6933 . . . . . . . . . . 11 (PrmIdeal‘𝑅) ∈ V
4948rabex 5357 . . . . . . . . . 10 {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙} ∈ V
5049, 22dmmpti 6724 . . . . . . . . 9 dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (LIdeal‘𝑅)
5142, 50eleqtrrdi 2855 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
52 fvelrn 7110 . . . . . . . 8 ((Fun (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) ∧ 𝑚 ∈ dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})) → ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5347, 51, 52sylancr 586 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5446, 53eqeltrd 2844 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5524simprd 495 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽))
5654, 55eleqtrd 2846 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘𝐽))
5738snssd 4834 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ⊆ 𝑀)
5835restcldi 23202 . . . . 5 ((𝑀 𝐽 ∧ {𝑚} ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ {𝑚} ⊆ 𝑀) → {𝑚} ∈ (Clsd‘(𝐽t 𝑀)))
5928, 56, 57, 58syl3anc 1371 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘(𝐽t 𝑀)))
606fveq2i 6923 . . . 4 (Clsd‘𝑇) = (Clsd‘(𝐽t 𝑀))
6159, 60eleqtrrdi 2855 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇))
6261ralrimiva 3152 . 2 (𝑅 ∈ CRing → ∀𝑚 𝑇{𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇))
63 eqid 2740 . . 3 𝑇 = 𝑇
6463ist1 23350 . 2 (𝑇 ∈ Fre ↔ (𝑇 ∈ Top ∧ ∀𝑚 𝑇{𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇)))
659, 62, 64sylanbrc 582 1 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Fre)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wcel 2108  wral 3067  {crab 3443  Vcvv 3488  wss 3976  {csn 4648   cuni 4931  cmpt 5249  dom cdm 5700  ran crn 5701  Fun wfun 6567  cfv 6573  (class class class)co 7448  Basecbs 17258  t crest 17480  TopOpenctopn 17481  LSSumclsm 19676  mulGrpcmgp 20161  Ringcrg 20260  CRingccrg 20261  LIdealclidl 21239  Topctop 22920  TopOnctopon 22937  Clsdccld 23045  Frect1 23336  PrmIdealcprmidl 33428  MaxIdealcmxidl 33452  Speccrspec 33808
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-ac2 10532  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-tp 4653  df-op 4655  df-uni 4932  df-int 4971  df-iun 5017  df-iin 5018  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-se 5653  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-isom 6582  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-rpss 7758  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-oadd 8526  df-er 8763  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fi 9480  df-dju 9970  df-card 10008  df-ac 10185  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-fz 13568  df-struct 17194  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-ress 17288  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-rest 17482  df-topn 17483  df-0g 17501  df-topgen 17503  df-mre 17644  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-submnd 18819  df-grp 18976  df-minusg 18977  df-sbg 18978  df-subg 19163  df-cntz 19357  df-lsm 19678  df-cmn 19824  df-abl 19825  df-mgp 20162  df-rng 20180  df-ur 20209  df-ring 20262  df-cring 20263  df-subrg 20597  df-lmod 20882  df-lss 20953  df-lsp 20993  df-sra 21195  df-rgmod 21196  df-lidl 21241  df-rsp 21242  df-lpidl 21355  df-top 22921  df-topon 22938  df-bases 22974  df-cld 23048  df-t1 23343  df-prmidl 33429  df-mxidl 33453  df-idlsrg 33494  df-rspec 33809
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator